Conceitos Básicos de Óptica Geométrica

O que é a luz

Século V a.C.: pequenas partículas emitidaspelo olho que atingem o objeto e o iluminam.

Século IV a.C.: ondas em um fluido invisível

Atualmente: dualidade onda-partícula

A luz O objeto de estudo da óptica é a luz. É uma onda eletromagnética. É o ente físico mais rápido que se

conhece. A velocidade a luz no vácuo é de 3.108 m/s.

Pode se propagar no vácuo e em meios materiais.

Fontes de Luz Existem dois tipos de fontes de luz:

Fontes Primárias e Fontes Secundárias. As fontes primárias são aquelas que

possuem luz própria. São chamadas também de corpos luminosos.

As fontes secundária que não possuem luz próprias. São chamadas também de corpos iluminados.

Exemplos de Fontes Primárias

Exemplos de Fontes Secundárias

Raio de Luz Os raios de luz são representados por

vetores. E um conjunto desses raios é chamado de feixe de luz.

Existem três tipos de feixes.

Paralelos (ou Cilíndricos)

Divergente Convergente

Fenômenos de Propagação da Luz Quando um raio de luz atinge uma

superfície de separação dependendo da superfície pode acontecer três fenômenos distintos.

Reflexão Refração Absorção

Para a reflexão... ... Existem de duas

formas.

Regular Difusa

Transparência... Os objetos podem se apresentar sob três

tipos de transparência. Objetos TRANSPARENTES,

TRANSLÚCIDOS ou OPACOS.

Princípios da Óptica Geométrica 1º Princípio – Propagação retilínea da luz. A luz se propaga de forma retilínea.

Exemplo: Câmara escura.

O

I dO

di

Matematicamente...

i

o

dd

io

Outro exemplo são as sombras

Sombra e penumbra

Eclipses

Eclipse solar parcial e total

GAR

Y H

INCK

S/SP

L/LA

TIN

STO

CK

NAS

A

Eclipse anular do Sol

GAR

Y H

INCK

S/SP

L/LA

TIN

STO

CK

Eclipse lunar

GAR

Y H

INCK

S/SP

L/LA

TIN

STO

CK

Fases da Lua A Lua tem sempre uma face iluminada pelo Sol. A posição Sol-Terra-Lua define quanto da face iluminada da Lua

somos capazes de enxergar.

Fases da Lua

2ºPrincípio – Independência de Raios Luminosos A luz é uma onda e só transporta

energia. Portanto, quando dois raios se cruzam acontece a interferência apenas no cruzamento depois disso os raios continuam seus caminhos de forma independente.

3º Princípio – Reversibilidade dos Raios Luminosos O caminho de “ida” da luz, pode ser o

caminho de “volta”.

Cores... A luz branca é a junção de sete cores, as

cores do arco íris. Vermelho, Alaranjado, Amarelo, Verde, Azul, Anil e Violeta.

E a cor de um objeto é a parte da luz que chega aos nossos olhos, ou seja é a cor que o objeto refletiu. E as outras cores???

Foram absorvidas pelo objeto.

Espelho Plano

Leis da Reflexão1ª Lei : o raio incidente (RI), raio

refletido(RR) e normal(N) são coplanares, ou seja, estão no mesmo plano.

2ª Lei: Para qualquer tipo de reflexão o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. i = r

Reflexão da Luz

Normal

RI

(Raio Incidente)

RR

(Raio Refletido) ir

RI

(Raio Incidente)

RR

(Raio Refletido)Normal

r i

Formação de Imagens...

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

Formação de Imagens em Espelhos Planos

Objeto Imagem

Características da Imagem Virtual Direita (“de cabeça para cima”) Distância do Objeto ao Espelho é igual a

distância do Espelho a Imagem (DOE = DEI) Imagem e Objeto tem as mesmas

dimensões. Reversa (direito/esquerdo)

Campo de Visão Para o EP

Olho

d d

Imagem de corpo extenso

Tamanho do espelho e altura em relação ao solo Para que a pessoa possa se ver por inteiro em

frente ao espelho plano... O tamanho do espelho (x) deve ser metade da

altura total (H). A distância do espelho em relação ao chão (y)

deve ser metade da altura dos olhos em relação ao chão (h).

Importante! A distância da pessoa em relação ao espelho não é relevante para que se veja por intero, uma vez respeitada as proporções acima.

Matematicamente...

2

2hy

Hx

Translação de Espelho Plano

Se o objeto se afastar (ou aproximar) uma distância x, sua imagem se aproxima (ou se afasta) a mesma distância x.

Translação de Espelho Plano Consequentemente a distância entre o

objeto e a imagem se altera em 2.x Um caso especial é: observador em

repouso e espelho se movimentando com velocidade v em relação ao solo.

Nesse caso, a velocidade da imagem em relação ao solo é igual à 2.v

Associação de Espelhos Planos

13600

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