Óptica Geométrica

9º EF

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 emissãoQuanto ao tamanho

a) Puntiforme: pequena em relação

ao observador. Ex. Estrela para nós.

b) Extensa: grande em relação

ao observador. Ex. Sol para nós.

RAIOS DE LUZ

São segmentos de reta orientados que representam o sentido de propagação da luz e auxiliam na construção de imagens em diversos sistemas ópticos.

.

Raio de luz : Representação geométrica do trajeto

seguido pela luz.

Feixe de luz : Conjunto de raios luminosos

Feixe paraleloFeixe divergente Feixe convergente

Meios Transparentes Permitem que a luz se propague neles

também que as imagens ou objetos possam ser vistos nitidamente. Ar, água, vidro...

Meios Translúcidos Permitem que a luz se propague neles

mas as imagens não podem ser vistos com nitidez. Plástico, vidro fosco...

Meios Opacos Não permitem a propagação da luz. Parede,

madeira...

Reflexão É o fenômeno no qual o feixe de luz

atinge a superfície de separação entre 2 meios e retorna ao meio onde já se encontrava propagando. Pode ser de 2 tipos:

Reflexão Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisas e polidas.

Regular ou especular Reflexão difusaReflexão

Absorção Neste fenômeno parte da energia do

feixe de luz é absorvida pela superfície de separação.

Disperção da luz

A luz do sol, por exemplo, é policromática e possui uma infinidade de cores em sua composição, as quais podem ser divididas em 7 cores principais.

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

Princípio da Propagação Retilínea da Luz.

Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes, a luz se propaga em linha reta.

Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos.

A forma da trajetória de um raio de luz não depende do sentido de sua propagação.

Princípio da Independência dos Raios Luminosos.

Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em sua trajetória eles não modificam suas características após a interferência.

CONSEQUÊNCIAS DOS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

Sombra e Penumbra.

Fontes puntiformes ou pontuais podem produzir apenas sombra.

Fontes extensas produzem sombra e penumbra.

Eclipses

Eclipses

A figura abaixo mostra o sistema Sol-Terra-Lua como seria visto por um observador externo

olhando diretamente para o pólo sul da Terra. O círculo externo mostra a Lua em

diferentes posições relativas em relação à linha Sol-Terra, assumidas à medida que ela

orbita a Terra de oeste para leste (sentido horário para um observador olhando para o pólo

sul). O círculo interno mostra as formas aparentes da Lua, em cada situação, para

um observador no hemisfério sul da Terra.

Sombra e Penumbra

Fonte de Luz Puntiforme Fonte de Luz Extensa

B

b

h

H

H h

B b

Sombra

P P

Câmara Escura

H h

B b

H h

B b

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

Exercício da Apostila: Determinação da altura utilizando semelhança de triângulos.

Resolução

RESUMO

TEORIA DE FORMAÇÃO DE IMAGENS

Classificações de pontos objeto e pontos imagem.

P1

P2

P3

S1 S2

P1(S1) - POR

P2(S1) - PIV

P2(S2) - POR

P3(S2) - PI

Associação de Sistemas Ópticos

ESPELHOS PLANOS

Nos espelhos planos as imagens se formam por reflexão regular. Vamos estudar agora como as imagens se formam e algumas de suas propriedades.

Inversão da imagem

Vamos adotar a seguinte nomenclatura:

I Raio incidente no espelho;

N Reta normal à superfície do espelho no ponto

onde o raio de luz o atinge;

R Raio refletido associado ao raio incidente.

Leis da Reflexão Regular:

1ª Lei da reflexão – O raio incidente, a normal e o raio refletido são coplanares.

2ª Lei da reflexão – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal (i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a normal (r).

CONSTRUÇÃO DAS IMAGENS

Para que um observador consiga ver a imagem refletida pelo espelho é preciso que raios provenientes do objeto sejam refletidos pelo espelho e alcancem seu olho.

A imagem pode ser localizada, aplicando as leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos para obtê-la.

CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO

Podemos determinar o campo visual de um espelho plano(a região do espaço que pode ser vista por reflexão) usando um procedimento simples.

• Exercício

TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO

Quando um espelho plano se desloca uma distância d do observadorsua imagem desloca-se uma distância D = 2d. Vejamos.

• ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO

Quando um espelho plano gira de um ângulo α , qualquer raioincidindo sobre o mesmo sofre uma rotação de um ângulo β = 2 α.

ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS

Quando dois espelhos planos, associados, formam um ângulo α entre eles, haverá a formação de n imagens,onde n obedece à seguinte equação e condições: