Óptica fÍsica: fÍsica: estuda os fenômenos luminosos cuja explicação depende das teorias...

ÓPTICAÓPTICAFÍSICA:FÍSICA: Estuda os fenômenos luminosos cuja explicação depende das teorias relativas á natureza da luz (onda ou partícula).

GEOMÉTRICAGEOMÉTRICA: Estuda os fenômenos luminoso sem considerar a natureza da luz.

Professor André

LuzLuz

• Se propaga no vácuo e em certos meios materiais;

• Frequência que sensibiliza o olho humano;

• Dualidade onda-partícula.

PrimáriaPrimária: são os corpos que emitem luz própria. Existem dois tipos: IncandescentesIncandescentes (sol e lâmpada de filamento) e LuminescentesLuminescentes (lâmpadas a gás, interruptor de tomada).

Secundária:Secundária: são os corpos que refletem a luz que recebem de outros corpos.

Fontes de luzFontes de luz

Corpos opacosCorpos opacos: corpos que impedem a passagem da luz.Corpos transparentesCorpos transparentes: corpos que se deixam atravessar totalmente pela luz.Corpos translúcidosCorpos translúcidos: corpos que se deixam atravessar parcialmente pela luz.

Conceitos BásicosConceitos Básicos

LUZ MONOCROMÁTICALUZ MONOCROMÁTICA:: constituída por uma única cor.

LUZ POLICROMÁTICALUZ POLICROMÁTICA:: constituída por duas ou mais luzes monocromáticas; formada pela superposição de todas as cores.


RAIO DE LUZRAIO DE LUZ:: é uma linha orientada que representa a direção e o sentido de propagação da luz.

FEIXE DE LUZFEIXE DE LUZ:: é um conjunto de raios de luz que representa a região do espaço no qual a luz está se propagando.


PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS LUMINOSOSDOS RAIOS LUMINOSOS

Dois raios de luz, ao se cruzarem, seguem independentemente, cada um, a sua trajetória.

PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DOS PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DOS RAIOS LUMINOSOSRAIOS LUMINOSOSTodo raio de luz percorre trajetórias retilíneas em meios transparentes e homogêneostransparentes e homogêneos.

Princípios da Óptica GeométricaPrincípios da Óptica Geométrica

PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DOS RAIOS LUMINOSOSPRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DOS RAIOS LUMINOSOS

A trajetória seguida pelo raio de luz, num sentido, é a mesma quando o raio troca o sentido de percurso.

Quando o motorista vê um passageiro, pelo espelho retrovisor, este por sua vez, olhando para o espelho, visualiza o motorista, pois a trajetória de um raio luminoso não se modifica quando se inverte o sentido de sua propagação.

Penumbra e sombraPenumbra e sombra

SOMBRA:SOMBRA: região ou regiões que não são iluminadas pela fonte de luz.

PENUMBRA:PENUMBRA: região ou regiões que são parcialmente iluminadas pela fonte de luz.

P P’

N

M

O

M´

N´

MN = o => tamanho do objeto

M’N’ = i => tamanho da imagem

P => distância do objeto ao orifício

P’ => distância da imagem ao orifício

Câmara EscuraCâmara Escura

Está diretamente associada ao princípio da propagação retilínea da luz.

EclipseEclipse

Um eclipse é um evento astronômico que acontece quando um objeto celeste se move para a sombrasombra de outro.

Eclipse solar Eclipse lunar

Reflexão da LuzReflexão da LuzÉ o fenômeno que consiste no fato da luz voltar a se voltar a se propagar no meio de origempropagar no meio de origem, após incidir na superfície de separação deste com outro.

S

RI N

i

RR

r

Leis da reflexãoLeis da reflexão

1ª lei da reflexão1ª lei da reflexão: O raio de luz incidente, o raio de luz refletido e a reta normal à superfície que passa pelo ponto de incidência da luz são coplanares.

2ª lei da reflexão2ª lei da reflexão: O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão, com a normal, possuem a mesma medida.

TIPOS DE REFLEXÃOTIPOS DE REFLEXÃO

EspecularEspecular DifusaDifusa

É graças a reflexão difusareflexão difusa da luz que vemos os objetosvemos os objetos e podemos ler o que está escrito na tela nos mais diversos ângulos, ler um livro, enxergar as coisas ao nosso redor, etc

Espelho PlanoEspelho PlanoQualquer superfície plana e perfeitamente polida que reflete especularmente a luz é considerada um espelho plano.

Formação de ImagensFormação de Imagens

P

r = i

d d

i

Ponto MaterialPonto Material

d d

P P’

Podemos simplificar essa Podemos simplificar essa construção da seguinte forma:construção da seguinte forma:

Ponto imagem

Ponto objeto

Corpo ExtensoCorpo Extenso

Formação de ImagensFormação de Imagens

A A’

B B’

C C’

Características da ImagemCaracterísticas da Imagem

NaturezaNatureza: : VIRTUAL VIRTUAL

PosiçãoPosição: : SIMÉTRICASIMÉTRICA

FormaForma: MESMA FORMA E : MESMA FORMA E TAMANHO DO OBJETO.TAMANHO DO OBJETO.

OrientaçãoOrientação: DIREITA: DIREITA

EnantiomorfasEnantiomorfas: O objeto e a : O objeto e a imagem tem a mesma forma e imagem tem a mesma forma e tamanho mas não se encaixam por tamanho mas não se encaixam por simples sobreposição.simples sobreposição.

O a

O’

Campo

Visual

Campo visualCampo visual

Um espelhoespelho tem um campo visual restritocampo visual restrito para um dado observador. O campo visual é a região do espaço dentro do qual todos os objetos nela situados serão vistos. Objetos fora dessa região não são observados.

Associação de espelhosAssociação de espelhos

360º1N

Qual o tamanho mínimo do espelho para que a pessoa possa Qual o tamanho mínimo do espelho para que a pessoa possa ver a imagem de corpo inteiro?ver a imagem de corpo inteiro?

dd

xh

ObjetoObjeto

xx

Translação de um Espelho PlanoTranslação de um Espelho Plano

Imagem 1Imagem 1

xx

ObjetoObjeto

xx dd x + dx + d

Imagem 2Imagem 2

DD D = 2dD = 2d

Vi = 2.VEVi = 2.VE

Corpo branco

A Cor dos ObjetosA Cor dos Objetos

A cor não é uma característica própria do objeto, ela depende da luz que o ilumina.

Corpo negro

Corpo azul Corpo verde

A Cor dos ObjetosA Cor dos Objetos

Objetos iluminados por luz monocromática.

Luz Luz brancabranca

Luz Luz vermelhavermelha

Luz Luz verdeverde

Espelhos Esféricos:Espelhos Esféricos:

Cô

nca

voC

ôn

cavo

Co

nve

xoC

on

vexo

ESPELHOS ESFÉRICOSESPELHOS ESFÉRICOS

FF VV

ELEMENTOS DE UM ESPELHO ESFÉRICOELEMENTOS DE UM ESPELHO ESFÉRICO

R

Foco VérticeCentro de curvatura

EP

Raio de curvatura

fdistância focal

CC

f = R2

f = R2

FF VVCC

Raios NotáveisRaios Notáveis Espelhos Côncavos:Espelhos Côncavos:

1ª ) Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa direção que passe pelo FOCO principal..

2ª ) Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo FOCO principal reflete-se paralelamente ao eixo principal.

3ª ) Todo raio de luz que incide sobre o VÉRTICE do espelho reflete-se simetricamente em relação ao eixo principal.

4ª ) Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo CENTRO de curvatura reflete-se sobre si mesmo.

Raios NotáveisRaios Notáveis Espelhos CônvexoEspelhos Cônvexo

FFVV CC

CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENSCONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS

EM ESPELHOS CÔNCAVOS

V CF

1º CASO ) Objeto depois do centro

Imagem:real

menorinvertida

Imagem:real

menorinvertida

ObjetoObjeto

Imagem real é o encontro dos raios refletidos. Toda imagem real é invertida

Imagem real é o encontro dos raios refletidos. Toda imagem real é invertida

V CF

2º CASO ) Objeto sobre o centro de curvatura

Imagem:real

do mesmo tamanhoinvertida

Imagem:real

do mesmo tamanhoinvertida

ObjetoObjeto



V CF

Imagem:real

maiorinvertida

Imagem:real

maiorinvertida

ObjetoObjeto

3º CASO ) Objeto entre o foco e o centro



4º CASO ) Objeto sobre o foco

Imagem:se forma no

infinitoimprópria

NÃO há formação de imagem

Imagem:se forma no

infinitoimprópria

NÃO há formação de imagem

ObjetoObjeto

Os raios refletidos são paralelos, não se encontram. Logo, não forma imagem

Os raios refletidos são paralelos, não se encontram. Logo, não forma imagem

V C

F



V

CF

5º CASO ) Objeto entre o foco e o vértice

Imagem:virtualdireitamaior

Imagem:virtualdireitamaior

ObjetoObjeto

Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos.

Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos.



Imagem:virtualmenordireita

Imagem:virtualmenordireita

ObjetoObjeto

VC F

Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos. NÃO é real, pois os raios refletidos não se encontram.

Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos. NÃO é real, pois os raios refletidos não se encontram.


EM ESPELHOS CÔNVEXO

FF VVCC

ObjetoObjeto

ImagemImagem

pp

pp’’

ffRR

oo

ii

R = 2.fR = 2.fR = 2.fR = 2.f

ESTUDO ANALÍTICOESTUDO ANALÍTICO

EQUAÇÃO DE GAUSS- Equação dos pontos

conjugados -

1 = 1 1 f P P’o

= +

fo = distância focalP’ = distância da imagem ao espelhoP = distância do objeto ao espelho

fo = distância focalP’ = distância da imagem ao espelhoP = distância do objeto ao espelho

ESTUDO ANALÍTICOESTUDO ANALÍTICO

AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL

i = tamanho da imagemo = tamanho do objeto

i = tamanho da imagemo = tamanho do objeto

F(+).......................Espelho CôncavoF(-)...........................Espelho convexoP’ (+) ...................... imagem real P’ (-) ...................... imagem virtual lAl 1 .................... imagem maior lAl 1 .................... imagem mesmo tamanho lAl 1 .................... imagem menor i (+) ....................... imagem direita i (-) ....................... imagem invertida

Sig

nifi

cad

os

A = i – P’ o P= =

Óptica fÍsica: fÍsica: estuda os fenômenos luminosos cuja explicação depende das teorias...

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