otica

Ótica

A LUZ, SUAS CARACTERÍSTICAS, FONTES MEIOS E PROPRIEDADES

Introdução

Abordagem

Elaborado por Diego Costa de Jesus

3

Estudo físico da LuzEspelhos Planos

Espelhos EsféricosRefração Luminosa

Lentes Esféricas

Características da Luz

Elaborado por Diego Costa de Jesus

4

Onda eletromagnética velocidade de propagação no vácuo

30000km/sProduz sensações visuais Uma fonte luminosa primaria emite vários

raios de luz com vários feixes luminosos com uma ampla faixa de freqüências ou cores

Se propaga mais facilmente em meios com menos matéria

Fontes de Luz

Elaborado por Diego Costa de Jesus

5

Fontes primárias produzem luz, ou seja, “iluminam ambientes escuros”.

Fontes secundárias refletem enviam luz produzidas pelas fontes primárias, ou seja, “não iluminam ambientes escuros”.

Classificação dos meios

Elaborado por Diego Costa de Jesus

6

Princípios de ótica geométrica

Elaborado por Diego Costa de Jesus

7

Sombra e Penumbra

Elaborado por Diego Costa de Jesus

8

Eclipse

Elaborado por Diego Costa de Jesus

9

Eclipse

Elaborado por Diego Costa de Jesus

10

TIPOS, LEIS E PROPRIEDADES DA REFLEXÃO

Reflexão

Introdução

Elaborado por Diego Costa de Jesus

12Quando a luz atinge

uma superfície separadora S de dois meios de propagação (A e B), ela sofrerá reflexão se retornar ao meio no qual estava se propagando.

A quantidade de luz refletida depende do material que é feita a superfície S, do seu polimento e outros fatores que estudaremos adiante.

Tipos de reflexão

Elaborado por Diego Costa de Jesus

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Leis da Reflexão

Elaborado por Diego Costa de Jesus

14

TEMOS:RI Raio Incidente;RR Raio Refletido;N Reta Normal;i ângulo de incidência;r ângulo de reflexão.

Propriedades dos espelhos planos

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15

1ª: O objeto e a imagem são simétricos em relação ao espelho.

2ª: As imagens formadas num espelho plano são enantiomorfas, ou seja, existe uma inversão “direita para a esquerda”,

3ª: Nos fornece uma imagem que nos dá a impressão de estar situada atrás do espelho (virtual) 

4ª: O objeto e a imagem possuem o mesmo tamanho,

ESPELHOS ESFÉRICOS E SUAS PROPRIEDADES REFLEXIVAS

Espelhos Esféricos

Introdução

Elaborado por Diego Costa de Jesus

17

Os espelhos esféricos são superfícies refletoras que tem forma de calota esférica.

Como pode ser observado no nosso dia-a-dia a imagem refletida por espelhos esféricos difere das dos planos

Temos dois tipos de espelho esférico:

Côncavo: a superfície refletora é

interna.Convexo: a

superfície refletora é externa.

Temos dois tipos de espelho esférico:

Côncavo: a superfície refletora é

interna.Convexo: a

superfície refletora é externa.

Dados específicos dos espelhos

Elaborado por Diego Costa de Jesus

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TEMOS: R Raio de Curvatura; F Foco do Espelho (ponto médio do eixo

principal no trecho entre o Vértice e o Centro);

C Centro; V Vértice; A reta que passa por C e V é o eixo óptico

principal..

RAIOS NOTÁVEIS DE LUZ

Elaborado por Diego Costa de Jesus

19

Todo raio que incide numa direção que passa pelo centro de curvatura, reflete-se sobre si mesmo.

Em espelhosCôncavos:

Em espelhosConvexos:

RAIOS NOTÁVEIS DE LUZ

Elaborado por Diego Costa de Jesus

20

Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa direção que passa pelo foco principal do espelho.

Em espelhosCôncavos:

Em espelhosConvexos:

RAIOS NOTÁVEIS DE LUZ

Elaborado por Diego Costa de Jesus

21

Todo raio que incide numa direção que passa pelo foco reflete-se paralelamente ao eixo principal.

Em espelhosCôncavos:

Em espelhosConvexos:

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

22

Objeto antes do centro do espelho côncavo

Imagem: Real, Invertida e Menor.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

23

Objeto no ponto centro do espelho côncavo

Imagem: Real, Invertida e Igual.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

24

Objeto entre o ponto centro e o foco

Imagem: Real, Invertida e Maior.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

25

Objeto no foco do espelho côncavo

Imagem: Imprópria.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

26

Objeto entre o foco e o vértice do espelho côncavo

Imagem: Virtual, Direita e Maior.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

27

Objeto entre o foco e o vértice do espelho convexo

Imagem: Virtual, Direita e Menor.

Equação Conjugada de Gauss

Relaciona a distancia do objeto(p), da imagem(p’) e com a do foco(f) ao espelho

DETERMINAÇÃO ANALÍTICA DA IMAGEM

Elaborado por Diego Costa de Jesus

28Aumento Linear

Transversal Por definição, o

aumento linear transversal A é a razão entre a altura da imagem i e a altura do objeto o.

Objeto Real => p > 0 Virtual => p < 0

Imagem Real => p’ > 0 Virtual => p´< 0

Espelho Côncavo => f > 0

Convexo => R < 0

Altura da Imagem Direita => i/o > 0

Invertida => i/o < 0

Convenção de sinais

A LUZ, SUAS CARACTERISTICAS, FONTES MEIOS E PROPRIEDADES

Refração Luminosa

Introdução

Elaborado por Diego Costa de Jesus

30

A velocidade de uma dada luz monocromática assume valores diferentes em diferentes meios de propagação

A luz sofre refração quando passa de um meio para outro, modificando sua velocidade.

Em geral, a refração é acompanhada por um desvio na trajetória da luz, conseqüência da mudança de velocidade. O único caso de refração no qual a luz não sofre desvio é quando incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios S.

ÍNDICE DE REFRAÇÃO

Elaborado por Diego Costa de Jesus

31 O índice de refração

absoluto (n) de um meio é a razão entre as velocidades da luz no vácuo e no meio considerado

O índice de refração absoluto do vácuo é igual a 1 assim, (v = c).

A maior velocidade da onda é no vácuo, portanto (n≥1)

O índice de refração relativo é a razão entre dois índices de refração absolutos dos meios em questão:

Pode-se ainda fazer a transformação

Notações Importantes

Elaborado por Diego Costa de Jesus

32

TEMOS: RI Raio Incidente; RR Raio Refratado; N Reta Normal; i ângulo de

incidência; r ângulo de

refração.

Leis de Refração

Elaborado por Diego Costa de Jesus

33

1ª Lei: O raio de luz incidente RI, a reta normal N e o raio de luz refratado RR estão situados num mesmo plano (coplanares)  Os raios de luz incidente e refratado ficam em lados

opostos em relação à reta normal.  2ª Lei ou Lei de Snell - Descartes: É constante a relação

entre os senos dos ângulos de incidência e refração.  Podemos escrever que:

 Essa constante é o índice de refração relativo do meio B em relação ao meio A, assim:

Importante!!!!

Não esquecer que os ângulos são obtidos a partir da reta normal, diferentemente do que acontece com as ondas mecânicas

Leis de Refração

Elaborado por Diego Costa de Jesus

34

Ângulo limite de refração: É o maior ângulo de incidência no qual ocorre a refração

Conclusões Quando a luz passa

de um meio menos refringente para um meio mais refringente, o raio de luz se aproxima da normal e a velocidade de propagação diminui.

Reciprocamente, quando a luz passa de um meio mais refringente para um meio menos refringente, o raio de luz se afasta da normal e a velocidade de propagação da luz aumenta.

il=asen(nb/na)Obs: Para ocorrência do ângulo limite de refração na>nb

A LUZ, SUAS CARACTERISTICAS, FONTES MEIOS E PROPRIEDADES

Lentes delgadas

Introdução

Elaborado por Diego Costa de Jesus

36As lentes esféricas

constituem sistemas ópticos de amplas aplicações na atualidade. Elas desempenham um papel importantíssimo, desde os sofisticados “LASERS” até os mais simples pares de óculos.

Podemos defini-las como sendo um meio transparente e homogêneo, limitado por duas superfícies

CLASSIFICAÇÃO DAS LENTES

Elaborado por Diego Costa de Jesus

37

Quanto a espessura dos

bordos

Quanto ao tipo de foco

Nessas figuras consideramos que as lentes são de vidro e estão imersas no ar (nvidro > nar), que é o caso mais comum na prática.

TIPOS DE FOCOS

Elaborado por Diego Costa de Jesus

38Os focos podem ser reais ou virtuais dependendo

do tipo de refração que a lente causa

Em lentes Convergentes

Em lentes Divergentes

Foco real

Foco virtual

RAIOS NOTÁVEIS

Elaborado por Diego Costa de Jesus

39Todo raio que incide no centro óptico

atravessa a lente sem sofrer desvio

Em lentes Convergentes

Em lentes Divergentes

RAIOS NOTÁVEIS

Elaborado por Diego Costa de Jesus

40Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal

emerge numa direção que passa pelo foco imagem.

Em lentes Convergentes

Em lentes Divergentes

RAIOS NOTÁVEIS

Elaborado por Diego Costa de Jesus

41Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal

emerge numa direção que passa pelo foco imagem.

Em lentes Convergentes

Em lentes Divergentes

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

42

Objeto situado antes do Centro de Curvatura

Imagem: Real, Invertida e Menor.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

43

Objeto no ponto anteprincipal

Imagem: Real, Invertida e Igual.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

44

Objeto entre o ponto anteprincipal e o foco

Imagem: Real, Invertida e Maior.

Fi

FoC1

C2

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

45

Objeto no foco do espelho côncavo

Imagem: Imprópria.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

46

Objeto entre o foco e o vértice

Imagem: Virtual, Direita e Maior.

Formação de imagens

Elaborado por Diego Costa de Jesus

47

Objeto entre o foco e o vértice

Imagem: Virtual, Direita e Menor.

Fo

FiC2

C1

Equação Conjugada de Gauss

Relaciona a distancia do objeto(p), da imagem(p’) e com a do foco(f) a lente

DETERMINAÇÃO ANALÍTICA DA IMAGEM

Elaborado por Diego Costa de Jesus

48Aumento Linear

Transversal Por definição, o aumento

linear transversal A é a razão entre a altura da imagem i e a altura do objeto o.

Objeto Real => p > 0 Virtual => p < 0

Imagem Real => p’ > 0 Virtual => p´< 0

Lente Convergente => R > 0 e f > 0

Divergente => R < 0 e f < 0

Altura da Imagem para o > 0 Direita => i > 0 Invertida => i < 0

Convenção de sinais