Fundamentos de Óptica Geométrica

Professor Marcelo Alano

Óptica Geométrica : Estuda o comportamento de um raio de luz desde o momento que é emitido por uma fonte de luz, até a chegada a um sistema óptico para formação de imagens.

Óptica Física : Estuda a Luz como partícula que interage com a matéria. As partículas de luz são chamadas de fótons.

Óptica Fisiológica : Estuda a anatomia e fisiologia do globo ocular bem como seus defeitos.

Fonte de luz

Estrelas

Lua

Lâmpada acesa

Lâmpada apagada

Fonte Primária

Fonte Secundária

Classificação de fontes de luz

a) Fonte Primária (luminoso): produz a luz que emite.

b) Fonte Secundária (iluminado):remite a luz recebida.

Quanto a emissão Quanto ao tamanho

a) Puntiforme: pequena em relação ao observador. Ex. Estrela para nós.

b) Extensa: grande em relação ao observador. Ex. Sol para nós.

Fontes de Luz

Meios de PropagaçãoClassificação de meio de propagação

Quanto a visualização da fonte de luz

TransparentePermite a visualização nítidafonte de luz.

TranslúcidoNão permite a visualizaçãonítida da fonte de luz.

OpacoNão permite a visualizaçãoda fonte de luz.

Quanto a homogeneidade

HomogêneoPossui todas as características física e químicas inalteradasem toda extensão do meio.

HeterogêneoNão mantém as características física e químicas inalteradasem toda extensão do meio.

Telescópio Espacial Hubble

Raios e Feixes de LuzVocê consegue enxergar a luz ?

Enxergamos apenas as fontes de luz (primárias ou secundárias).

NÃO

Os raios de luz são segmentos de reta orientados que representam a trajetória seguida pela luz.

Os pinceis de luz são conjuntos de raios de luz.

Tipos de Pincéis de luz

O que é a Luz

A luz é um tipo de onda eletromagnética

que fica em uma faixa de freqüência que

a torna visível ao olho humano normal

Espectro Eletromagnético

Toda onda eletromagnética no vácuo tem uma velocidade de 300.000 km/s.Essa velocidade é limite para qualquer corpo dentro de nosso universo observável.

5 83 10 / 3 10 /c x km s ou c x m s

Medidas Astronômicas I

O ano-luz é uma unidade de medida de distância.Um ano-luz corresponde a distância percorrida pela luz em um ano.

sxanot 71031

skmxV /103 5

t

SVm

txVmS

5 7 123.10 3.10 9 10S x x km

kmS 1310.1

Ano - Luz

100 anos luz de diâmetro

Princípios da Óptica Geométrica

1- Princípio da Propagação Retilínea da Luz

Em meios homogêneos e transparentes a luz propaga-se em linha reta.

2- Princípio da Independência dos Raios de Luz

Os raios de luz são independentes mesmo quando se cruzam

3- Princípio da Reversibilidade dos Raios de Luz

Todo raio de luz percorre a mesma trajetória em sentidos contrários.

Aplicações dos Princípios da Propagação Retilínea

Câmara Escura

Determinação de Sombra em Prédio

Sombra e Penumbra

Eclipses Solar e Lunar

Câmara Escura

H h

B b

H h

B b

A câmara escura pode ser considerada a origem da máquina fotográfica atual.

Determinação Altura de Sombras

H h

B b

B b

H

h

A pirâmide de Quéops e o grego Tales de Mileto

Embora Tales fosse Grego, supõe-se que viveu algum tempo no Egito onde provavelmente

aprendeu geometria e na Babilônia onde entrou em contato com tabelas e instrumentos

astronômicos. Faz parte do seu mito o fato de ter previsto o eclipse solar de 585 a.C., embora

muitos historiadores da ciência duvidem que os meios existentes na época permitissem tal

proeza. Atribui-se a Tales o cálculo da altura das pirâmides, bem como o

cálculo da distância até navios no mar, por triangulação

SO L

EclipsesO eclipse é um fenômeno que acontece quando um astro é “escondido” de nós por outro astro. Na Terra podem ocorrer eclipses de nosso Sol e Lua, mas também podemos perceber eclipses de luas em outros planetas do sistema solar.

Para visualizarmos os eclipses do Sol e da Lua de nossa Terra, devem acontecer um perfeito alinhamento entre esse três astros. Mas, isso não é simples assim. Click aqui e aprofunde...

Os eclipses são fenômenos periódicos de forma que um número praticamente idêntico de eclipses Solares totais e

parciais acontecem em um período de 18 anos e 11 dias (ou a cada 6.583,32 dias), num ciclo chamado "Ciclo de Saros".

Eclipse SolarAcontece quando o alinhamento especial dos astros é:

Sol - Lua - Terra

Sombra Eclipse Total do Sol

Penumbra Eclipse Parcial do Sol

Eclipse LunarAcontece quando o alinhamento especial dos astros é:

SoL - Terra - Lua

Sombra Eclipse Total do Sol

Penumbra Eclipse Parcial do Sol

A lua para ocorrência do eclipse solar é Cheia. Para relembrar as fases da lua,

Penumbra Eclipse Parcial do Sol

MEDINDO A ALTURA DE UM PRÉDIO

murodosombra

prédiodosombra

murodoaltura

prédiodoaltura

CÂMARA ESCURA

i

o

d

d

i

o

O

do

i

di

Fenômenos da Óptica Geométrica

Reflexão da Luz

Refração da Luz

Absorção

Descrição dos Fenômenos I

1. Reflexão da Luz

Fenômeno que ocorre quando um raio de luz incide sobre uma superfície e passa a se propagar no mesmo meio.

Tipos de reflexão

Reflexão difusa

Reflexão regular

2. Refração da Luz

Fenômeno que ocorre quando um raio de luz incide sobre uma superfície e muda de meio de propagação.

RI N

Dispersão da Luz

A luz branca pode se dispersar subdividindo-se em 7 cores que são:

Vermelho

Alaranjado

Amarelo

Verde

Azul

Anil

Violeta

Des

vio

do

RR

Vel

oci

dad

e d

e R

R

Descrição dos Fenômenos II

3. Absorção da Luz

É um fenômeno que ocorre quando um raio de luz que incide em uma superfície tem sua energia incorporada na superfície. Como conseqüência poderá haver aumento em sua temperatura.

Bandeira do Brasil iluminada por luz branca

Bandeira do Brasil iluminada com luz amarela

Reflexão da Luz

i r

^

d

^

r

^

i

i

Fenômeno que ocorre quando um raio de luz incide sobre uma superfície e volta a se propagar no mesmo meio.

1ª Lei

O Raio Incidente (RI), o Raio Refletido (RR) e a Normal São coplanares.

2ª Lei

O Ângulo de Incidência é igual ao Ângulo de Reflexão.

RI RR

r

N

d

Ângulo de incidência

Ângulo de Reflexão

Ângulo de Desvio

Espelhos PlanosFonte Extensa

• Imagem do mesmo tamanho que o objeto.• Imagem é enantiomorfa (reversa).

Aplicações em Espelhos Planos

4. Associação de Espelhos

>> ângulo entre os espelhos

N >> número de imagens

Abraços a todos Marcelo Alano!!!!