conceitos básicos de óptica geométrica final.pptx

7/24/2019 conceitos bsicos de ptica geomtrica FINAL.pptx

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Prof. Marcos Macdo,MSc

pticaGeomtrica

ConceitosBsicos


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ptica a parte da Fsica que estuda a luze os fenmenos luminosos.

Um dos conceitos diz quechamamos de luz qualqueronda eletromagntica queesteja dentro de uma faixade frequncia quesensibiliza nossos rgosvisuais, ou seja, nos d aviso das coisas.

MM



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Raios de Luz so linhas que representam a direo e osentido de propagao da luz. A ideia de raios de luz puramente terica e tem como o!"eti#o facilitar o estudo.

ptica Geomtricaestuda os fenmenosluminosos !aseados em leis empricas$e%perimentais& que so e%plicados sem que ha"anecessidade de se conhecer a natureza fsica da luzapenas atra#s da trajetria seguida pela luz.

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!L"##$%$!"&'( )(# %*$+*# ( -$!/$#LM$(#(#


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%ontes de Luz so corpos capazes de emitirluz se"a ela prpria ou re'etida.

( %ontes de luz-rimrias1luminosos2 so fontes de luzque emitem luz prpria.

Incandescentes) *uando emitem luz a altastemperaturas

%luorescentes) emitem luz apenas enquantodurar a ao do agente e%citador.%os3orescentes) +mitem luz por um certo

tempo mesmo aps ter cessado a ao doe%citador. ,essas fontes de luz a energia radiante pro#eniente de uma energia potencial qumica.4ioluminesc5ncia) fenmeno pelo qual algunsseres #i#os emitem luz por meio de rea-esqumicas.

Luminescentes) *uando emitem luz a

!ai%as temperaturas.

( %ontes #ecundrias 1iluminados2

so aquelas que emitem apenas a luz


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!orposopacos6so oscorpos que

impedem apassagem da luz.!orpostransparentes6so os corpos quese dei%amatra#essartotalmente pelaluz.

!orpostransl7cidos6so os corpos quese dei%amatra#essar

parcialmente pelaluz.

!L"##$%$!"&'( )(# !(R-(# 8"9( "-R(-"G"&'( )" L:


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MMProf. Marcos Macdo,MSc"s primeiras medidas davelocidade da luz

Galileu 3oi o primeiro a propor um mtodo para tentar medi;la. "

sugesto de Galileu era colocar, o mais a3astado possue podiam acender e apagar.Osdoishomens,cadaumcomumalanterna,ficariamnotopodeduasmontanhas,aumadistanciadecercade1,5km,comas duaslanternascobertas.Oprimeirohomemdeveriadescobrir sualanternaeosegundofazer omesmoquandovissealuzdalanternadocolega. Esteltimo mediriaotempo desdequeeletinhadescobertosualanternaaten!ergaraluzdaoutralanterna."ssim,conhecendodist#nciaetem o,avelocidadedaluz ode

!ertamente a e?peri5ncia 3al=ou por>ue o tempo de reao dos

dois indiv


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MMProf. Marcos Macdo,MScO e!p erimento de $alileu n%ao trou!e o resultado dese&ado' ho &e em dia sab emosque a velo cidadeda luz (e c )*+ 1- ms, ent%ao, (e evidente que os temp os de rea/c%ao dosobservadores forammuito maiores do que o temp o de p ercurso da luz entre as duas p essoas. "l(em

disso, na (ep o ca de$alileu n%ao e!istiam instrumentos suficientemente sens(0veis para medir intervalos detemp o muitopequenos. esconsiderando o tempo de rea/c%ao dos observadores, qual dever ser aresolu/c%ao de umcron2ometro para que o e!p erimento de $alileu consiga medir c3


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MMProf. Marcos Macdo,MSc"s primeiras medidas davelocidade da luz

,ac. inamarqu/s

,asc.

01 de setem!rode2344

5ocal Aarhus

6ort

e

27 de setem!rode

28295ocal :openhagen

Ole Christensen Rmer
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dinamarcahttps://pt.wikipedia.org/wiki/25_de_setembro#Nascimentoshttps://pt.wikipedia.org/wiki/1644https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%85rhushttps://pt.wikipedia.org/wiki/19_de_setembrohttps://pt.wikipedia.org/wiki/1710https://pt.wikipedia.org/wiki/Copenhagahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Copenhagahttps://pt.wikipedia.org/wiki/1710https://pt.wikipedia.org/wiki/19_de_setembrohttps://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%85rhushttps://pt.wikipedia.org/wiki/1644https://pt.wikipedia.org/wiki/25_de_setembro#Nascimentoshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Dinamarca


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MMProf. Marcos Macdo,MScMedidas "stronAmicas davelocidade da luz"s observa4es revelaram que

o tempo dos eclipses de 6omudou com a dist#ncia da7erra, a partir de 8piter. 9medida que a dist#nciaaumentava, os eclipsesaconteciam com certo atrasode tempo, e como a dist#nciase estreitou, devido aomovimento de transla4:o da7erra, os eclipses ocorreramcom um tempo mais reduzido.

Em um artigo publicado nofinal de 1;vel de luz.


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MMProf. Marcos Macdo,MScMedidas "stronAmicas davelocidade da luz?@mer n:o calculou a atual velocidade da luz, noentanto em 1;


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MMProf. Marcos Macdo,MScMedidas "stronAmicas davelocidade da luzHizeau instalou, no alto de uma colina, um disco giratIrio

com fendas. " luz emitida por uma fonte situada atr>sdesse disco passava pelas fendas e era refletida numespelho situado a - km de dist#ncia. "&ustando avelocidade do disco, conseguiaJse fazer a luz refletidapenetrar pela fenda seguinte =quela por onde saKra.Levando em conta o tempo de deslocamento dessas duas

fendas vizinhas e os 1; km percorridos pela luz, HizeaupAde determinar a sua velocidade com um erro apenas5M superior ao atualmente conhecido. NEssa imprecis:oseria reduzida ainda mais por Houcault no ano seguinte.

Hyppolyte Fizeau

httpsPQQQ.outube.comQatch3v)tD?-upvgRS

(1819 - 189!
https://www.youtube.com/watch?v=tyHR8upvg9Uhttps://www.youtube.com/watch?v=tyHR8upvg9Uhttps://www.youtube.com/watch?v=tyHR8upvg9U


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MMProf. Marcos Macdo,MScLeon Houcault, em 1-;F, &> estava quase chegandoao valor oficial que temos atualmente, e o estimoucomo sendo de FRR.gua que no ar
https://pt.wikipedia.org/wiki/1850https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Aparelho_de_Fizeau-Foucault&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Aparelho_de_Fizeau-Foucault&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newtonhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newtonhttps://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Aparelho_de_Fizeau-Foucault&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Aparelho_de_Fizeau-Foucault&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Aparelho_de_Fizeau-Foucault&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/wiki/1850


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MMProf. Marcos Macdo,MScl e?atamente a velocidade da luz Ema medida da velocidade da luz usando lasers, 3eita pelo4ureau acional de -adr@es dos *stados nidos, em BFH,obteve como resultado, IFF.JFI,KD mNs, com incerteza demais ou menos C,CCCH mNs.

c O IFF.JFI.KD mNs

" partir do ano de BFH, por deciso dos rgoscient


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MMProf. Marcos Macdo,MScidade da luz no vcuo e o ano-luz

Ano Luz - Unidade de distncia utilizada na Astronomia. Um ano-luz adistncia percorrida pela luz no vcuo, em um ano terrestre.

d

c = 3 . 10!m"s = 3 . 10#m"s

tSV

m

=

kmS

S

12

5

10.5,9

60.60.24.36510.3

=

=

km1210.5,9luz-ano1 =


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MMProf. Marcos Macdo,MSc

$#""! *9( ;!ambrid e ; BJC

)$#-*R#'( )" L:

*m BJI, o 3ue a luz

poderia se dividir em muitas cores,atravs de um prisma, 3enAmeno da)$#-*R#'( )" L: e usou esseconceito e?perimental para analisara luz. eSton comprou, na 3eira deoolst=orpe, um prisma de vidro.m mero peso de papel, >ue iria tergrande importTncia na =istria da%uarto,como um raio de sol vindo da janelase decompun=a ao atravessar oprisma, eSton teve sua atenoatraue emergia do prisma

apareciam as sete cores doespectro, em raias sucessivas6


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httpPQQQ.sbfisica.org.brrbefpdfv1-a**.pdf

)$#-*R#'( )" L:

httpPQQQ.seara.ufc.brespeciaisfisicacoresluzcoresluz1.htm

%le teorizou primeiramente so&re o espe$tro$olorido da luz solar' ao atraessar um

prisma' em seu artigo PhilosophicalTransactions of the Royal Society of London(1672)
http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v18a33.pdfhttp://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/coresluz/coresluz1.htmhttp://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/coresluz/coresluz1.htmhttp://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/coresluz/coresluz1.htmhttp://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v18a33.pdfhttp://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v18a33.pdf


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MMProf. Marcos Macdo,MSceSton3oi alm, repetindo a e?peri5nciacom todas as raias correspondentes Ussete cores. Mas a decomposio no serepetia6 as cores permaneciam simples.$nversamente, ele concluiu >ue a luzbranca , na realidade, composta detodas as cores do espectro.* provou issoreunindo as raias coloridas de duasmaneiras di3erentes6 primeiro, medianteuma lente, obtendo, em seu 3oco, a luzbrancaV e, depois, atravs de umdispositivo mais simples, >ue passou aser con=ecido como disco de eSton.

)$#-*R#'( )" L:

7rinta e dois anos mais tarde, em1


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Ueste livro h> um diagrama de um disco de cores demonstrando comotodas as cores podem ser geradas a partir de apenas sete coresespectrais, que ficou conhecido depois como Disco de Newton.


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MMProf. Marcos Macdo,MSc" !(R )* M !(R-( -(R R*%L*+'(


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Luzbranca

Luzbranc

a

= o!ser#ador #/ ocorpo !ranco

:orpo !ranco

=!ser#ador

:orpo azul

Luzbranca

Luzazul

= o!ser#ador #/ ocorpo azul

=!ser#ador

" !(R )* M !(R-( -(R R*%L*+'(


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=!ser#ador

:orpo negro

Luzbranca

Ausncia de luz

= o!ser#ador #/ o corpopreto pois

>no rece!e luz?

=!ser#ador

:orpo #ermelho

Ausncia de luz

Luzazul

= o!ser#ador #/ o corpopreto pois

>no rece!e luz?

" !(R )* M !(R-( -(R R*%L*+'(


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=!ser#ador

:orpo !ranco

Luzazul

Luzazul

= o!ser#ador #/ o corpoazul

=!ser#ador

:orpo #erde

Luzbranca

Luzverde

= o!ser#ador #/ o corpo#erde

" !(R )* M !(R-( -(R R*%L*+'(


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A :=@ = :=@=B Ao nos referirmos C cor de um o!"eto estamos supondo que ele

este"a sendo iluminado com luz !ranca $luz solar ou luz de umalDmpada comum&E

A luz !ranca constituda pela superposio das coresE *uando um o!"eto iluminado com luz !ranca ele a!sor#e

algumas cores do espectro dessa luz e re'ete outras. A cor comque o o!"eto #isto ser determinada pelas cores que ele re'ete.

Um o!"eto que dizemos ser >de cor !ranca? aquele que sendoiluminado com luz !ranca re'ete todas as cores do espectro noa!sor#endo praticamente nenhumaE

Um o!"eto preto aquele que a!sor#e toda a luz $de todas ascores& que incide so!re ele e assim no en#ia nenhuma luz paranossos olhosE

:onclumos ento que a cor de um o!"eto depende no apenasde sua natureza mas tam!m da cor da luz com que iluminado.


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MMProf. Marcos Macdo,MSc+G+65=B ,A @HIJ:A


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+G+@:K:J=B

1. (UFGO U!a bandeira brasileira, "in#ida co!$i#!en"os $uros e ilu!inada co! luz!onocro!%"ica a!arela, & vis"a na(s cor (es'

a "o"al!en"e a!arela.

b $re"a e branca.

c verde e a!arela.

d a!arela e $re"a.

e azul e branca.


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. (UFU)MG U! ob*e"o +ue se a$resen"a a!arelo

+uando e$os"o - luz solar & colocado e! u!+uar"o escuro. ual ser% a cor des"e ob*e"o, seacender!os no +uar"o u!a luz !onocro!%"icaazul/

a azul

b a!arela

c branca

d ver!el0ae $re"a


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. (U2)P3 Sob a luz do Sol, u!a #ral0a & azul

$or+ue'

a absorve acen"uada!en"e o azul do es$ec"rosolar.

b a$resen"a #rande sensibilidade ao azul e aoverde.

c difunde acen"uada!en"e o azul do es$ec"rosolar.

d "odas as cores do es$ec"ro solar s4o difundidas,ece"o o azul.

e o es$ec"ro solar & $redo!inan"e!en"e azul.


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5. (PU2)SP U! $eda6o de "ecido ver!el0o,

+uando observado nu!a sala ilu!inada co! luzazul $arece'

a $re"o

b brancoc ver!el0o

d azul

e a!arelo


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7. U! ves"ido "e! lis"as brancas e azuis +uandoilu!inado $ela luz solar. Se es"e ves"ido for

ilu!inado co! luz !onocro!%"ica ver!el0a, oves"ido $arecer%'

a branco e ver!el0o.

b branco e azul.

c ver!el0o e $re"o.

d $re"o.

e branco.


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8. (U929 :u!a !an04 de sol, Aline encon"ra)seco! a beleza de u!a rosa ver!el0a. A rosa

$arece ver!el0a $or+ue'

a irradia a luz ver!el0a.

b re;e"e a luz ver!el0a.

c absorve a luz ver!el0a.d difra"a a luz ver!el0a.

e refra"a a luz ver!el0a.


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MMProf. Marcos Macdo,MSc!(R )* M !(R-( -(R R*%L*+'(

M

-R$!W-$(# )" -9$!"


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MMProf. Marcos Macdo,MSc-rinc


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MMProf. Marcos Macdo,MSc*X$)Y!$"# *"-L$!"&Z*#

* *ze>uias disse a $saue o #*[(R me sarar, e de >ue aoterceiro dia subirei U casa do #*[(REF )isse $saue o #*[(R cumprir apalavra >ue disse6 "diantar;se; a sombra dez graus, ou voltar dez graus atrsEBC *nto disse *ze>uias6 / 3cil >ue a sombra decline dez grausV no seja assim, masvolte a sombra dez graus atrs.BB *nto o pro3eta $saue tin=a declinado no relgio de sol de "caz. R*$# cap. IC6 a BB

Relgio de sol ;gnAmon

M


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*R"9#9**# \ IKCa.!.

M

*X$)Y!$"# *


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F ()onte e*tensa!

M

*X$)Y!$"# *


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MMProf. Marcos Macdo,MSc*clipse

Lunar

*X$)Y!$"# *"-L$!"&Z*#

MM

*X$)Y!$"# *


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MM

*X$)Y!$"# *


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O e$lipse total do sol $om o maior tempo de dura+,o na )ase de total es$urid,o'no s#$ulo .' a$onte$eu em // de 0ulho de /9' $om m29s3

MM

*X$)Y!$"# *


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MMProf. Marcos Macdo,MSc*!L$-#* )(#(L

*X$)Y!$"# *"-L$!"&Z*#

!oto da som"ra da L#a so"re a Terra$ tirada da%sta&'o %spacial R$ em 11 de a*osto de 1+++

MM

*X$)Y!$"# *


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*!L$-#* )( #(L \ CH denovembro de ICBH

*X$)Y!$"# *"-L$!"&Z*#

MM

*X$)Y!$"# *


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MMProf. Marcos Macdo,MSc= plano da r!itada 5ua estinclinado 10L emrelao ao plano da

r!ita a Ierra.ortanto socorrem eclipsesquando a 5ua estna fasede 5ua:heia ou ,o#a e

quando o Bol estso!re a linha dosnodos, >ue alin=a deinterseco doplano da rbita

da 9erra emtorno do #ol com

:ircunfer/ncia mdia da or!itaM 0.42;.490

Apogeu M493.849Nm

,odes

,odes

Bol

erigeu M;13.429Nm

erodo da r!ita 08.;0 dias

Jnclinao coma aeclptica

4W17O1W27O

5ua

Ierr

a

*X$)Y!$"# *"-L$!"&Z*#

MM

*X$)Y!$"# *
http://astro.if.ufrgs.br/lua/lua.htmhttp://astro.if.ufrgs.br/lua/lua.htmhttp://astro.if.ufrgs.br/lua/lua.htm


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"in4 1 - O %C".56% 7O 6O" % 6OBR" % R%":.;.77% FOR?@%6

MM

*X$)Y!$"# *
http://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/sobral1919/sobral.htmhttp://www.asterdomus.com.br/Artigo_os_eclipses.htmhttp://www.asterdomus.com.br/Artigo_os_eclipses.htmhttp://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/sobral1919/sobral.htmhttp://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/sobral1919/sobral.htm


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MMProf. Marcos Macdo,MSc$%&A'A ()$U'A *( +'$+! #

"-L$!"&Z*#

httpPQQQ.dhnet.org.brQ*henriqueoficinasfotografiabasicaapostil


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MMProf. Marcos Macdo,MScm pouco de=istria

= fenmeno da cDmara escura

tal#ez acompanhe o homemdesde os primrdios dasca#ernas. a Grcia "ntigaAristteles " se referia C cDmaraescura como instrumento de

observao de eclipsessolares. ,a Jdade 6dia estefenmeno foi tam!m conhecidoe estudado mas s a partir dosculo GP os estudiosospassaram a dar mais ateno aeste fato mgico. Leonardo daXinci1BKDI;BDBF2 g/nio dapintura foi tam!m um s!ioque se dedicou ao estudo dedi#ersas ci/ncias. *?aminou o

3enAmeno da cTmara e

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( i t d di3 t tili


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MMProf. Marcos Macdo,MSc(s pintores, de di3erentes pocas, se utilizaramdesse objeto para au?iliar na e?ecuo de desen=os epinturas.

MM

*?istem notas sobre o assunto 3eitas por Leonardo da


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MMProf. Marcos Macdo,MSc*?istem notas sobre o assunto 3eitas por Leonardo daXinci publicadas em BJFJ, e o cientista Giovanni )ella-orta publicou, j em BDD, uma descrio detal=adada cTmara escura e seus usos

MM


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MMProf. Marcos Macdo,MSc(PUCC) Um oser!ador nota que umedif"cio #rojeta no solo uma somra de$%m de com#rimento& no instante em

que um muro de '&m de altura #rojetauma somra de %cm *etermine aaltura do edif"cio

MM

(+, +dson -ueiro. C+) Um gru#o de


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MMProf. Marcos Macdo,MSc(+, +dson -ueiro. / C+) Um gru#o deescoteiros deseja construir umacam#amento em torno de uma r!orePor seguran0a& eles de!em colocar asarracas a uma dist1ncia tal da r!oreque& se esta cair& n2o !enha a atingi/los3#ro!eitando o dia ensolarado& elesmediram& ao mesmo tem#o& os

com#rimentos das somras da r!ore ede um deles& que tem '&m de altura4 os!alores encontrados foram 5&%m e '&6m&res#ecti!amente 3 dist1ncia m"nima da

cada arraca 7 ar!ore de!e ser de8a) 5&%m) &%mc) :&%md) $&%m

MM

Uma c1mara escura tem #rofundidade


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MMProf. Marcos Macdo,MScUma c1mara escura tem #rofundidadede % cm +la dirigida #ara uma r!orea uma dist1ncia de '% m Uma #roje02ode cm de altura forma/se no fundo dacaixa como mostra a ;gura -ual aaltura da r!oreA%:ROP httpsDDD3youtu&e3$omDat$hE%GJ5uI

MM
https://www.youtube.com/watch?v=Eq_JPAMAu04https://www.youtube.com/watch?v=Eq_JPAMAu04https://www.youtube.com/watch?v=Eq_JPAMAu04


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(U,P3 =%'=) + => d i d '>'>


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MMProf. Marcos Macdo,MSc(U,P3 =%'=) +m => de maio de '>'>&em ?oral (C+)& a teoria da relati!idadede +instein foi testada medindo/se o

des!io que a lu. das estrelas sofre ao#assar #erto do ?ol +ssa medi02o foi#oss"!el #orque naquele dia& naquelelocal& foi !is"!el um ecli#se total do ?ol3ssim que o disco lunar ocultoucom#letamente o ?ol foi #oss"!eloser!ar a #osi02o a#arente dasestrelas ?aendo/se que o di1metro do?ol :%% !e.es maior do que o da Lua e

que durante o ecli#se total de '>'> ocentro do ?ol esta!a a ''5%%%%% @mde ?oral& correto a;rmar que adist1ncia do centro da Lua at ?oral

era de

MM

-rinc


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